Le temps qui passe

Séance : Le temps qui passe (cycle 3)
Module : Les écrans, le cerveau... et l'enfant

Comment exploiter cette séance afin de travailler sur la question « Qu’est−ce que la science ? »
 


Dominante :

Estimer et mesurer

Cette activité permet de réfléchir à la différence entre estimer et mesurer : une estimation est subjective et une mesure est objective (bien que relative, par rapport aux instruments de mesure). Se fier à ses seules impressions n’est pas une attitude scientifique : les données doivent être mesurées, les mesures doivent être répétées par un même expérimentateur et par plusieurs expérimentateurs, les plus précises possibles, et des outils ont été créés dans le but de mesurer. Rappeler les « instruments » anciens, une coudée, un pied, etc.

Au début de la séance, les enfants estiment le temps qu’ils ont passé à faire certaines activités et font partager leur estimation à la classe. Les enfants se rendent vite compte que l’estimation peut largement différer entre eux. L’estimation est subjective et peut différer plus ou moins d’un individu à l’autre. 

Une mesure avec des instruments spécifiquement créés dans ce but, validés, tarés, reconnus comme tels permet des mesures objectives, dépendant le moins possible de l’habileté de l’expérimentateur. La notion de mesure objective est donc centrale pour la reproductibilité d’un test, d’une expérience, d’une observation et pour la fiabilité du résultat. 

 


Cette séance permet également d'aborder :

Notion de mesure

Cette séance fait intervenir un instrument de mesure du temps (chronomètre, mais il peut aussi s’agir d’un autre instrument). C’est l’occasion pour les élèves de réfléchir au choix de l’instrument. Tous les instruments n’ont pas les mêmes caractéristiques et le choix de l’instrument conditionne le résultat.

 

Un instrument peut être plus ou moins facile à utiliser, plus ou moins précis (la précision ou exactitude de l’instrument désigne sa marge d’erreur par rapport à l’événement mesuré.), avoir une plus ou moins grande résolution (capacité de révéler des variations plus ou moins petites), il fait recours à une certaine unité de mesure. Il suffira de comparer un sablier, une montre, un chronomètre, pour se rendre compte de la différence d’instruments tous destinés à mesurer le temps qui passe. Le sablier n’utilise pas la même unité de mesure que le chronomètre et  la montre ; ces derniers utilisent la même unité de mesure, mais le premier a une meilleure résolution : il permet de révéler de plus petites variations de durée. En fonction de l’instrument choisi, on obtiendra donc un résultat différent, cependant les résultats pourront être comparés, justement parce qu’ils sont objectifs. Le temps mesuré avec un sablier et celui mesuré avec une montre seront donc exprimés différemment mais présenteront une relation analogue avec l’événement mesuré. Il faut également choisir l’instrument en fonction de ce que l’on va mesurer : on ne va pas prendre un chronomètre pour mesurer l’écoulement d’une journée, ni une balance de précision pour peser une stère de bois : l’estimation est donc nécessaire de façon préalable.

 

Une seconde, une semaine, une année, sont des phénomène périodiques : elles se répètent à des intervalles de temps plus ou moins égaux et peuvent être, de ce fait, utilisées comme référence de passage du temps. Il y a aussi le métronome qui indique un certain intervalle de temps, de même que le minuteur. On peut en principe choisir n'importe quelle unité pour mesurer le temps (on peut même en inventer), pourvu que l'intervalle de temps soit vraiment régulier. De cette régularité dépend la fidélité de la mesure : le fait que la mesure correspond à ce qui est mesuré.  

 

Il existe toutefois une différence importante entre le temps mesuré avec un chronomètre et la mesure obtenue à l'aide un instrument de sa propre invention (adoptant comme unité de mesure un événement périodique de son propre choix). Dans le premier cas, on se place dans un cadre standardisé (même s’il faut parfois régler soi-même son instrument de mesure, par exemple dans le cas de la tare des balances), accepté de façon unanime. Cette mesure n’est pas nécessairement meilleure qu’une autre mais elle présente l’avantage de pouvoir comparer des résultats entre sujets différents et entre laboratoires. 

 

De nouveaux instruments de mesure sont sans cesse créés par des scientifiques et sont utilisés par des scientifiques et d’eux dépendent les progrès de la science.

Science et technologie : instruments de mesure pour mesurer le temps

Il est intéressant, en prolongement, de procéder à la construction d’instruments de mesure pour mesurer le temps (voir par exemple, l’activité pédagogique Comment mesurer le temps). Un autre prolongement, en lien avec la question "qu’est-ce que la science ?", consiste à porter un regard historique sur les instruments permettant de mesurer le temps, et notamment sur leur utilisation dans le cadre des recherches scientifiques.
 



Attention!
La phase d’explicitation est nécessaire pour travailler sur la question « Qu’est−ce que la science ? » Les points évoqués ci-dessus devront être discutés avec les élèves une fois l'activité menée, autour de la question "Qu'avons-nous appris sur la science, aujourd'hui ?"


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Partenaires du projet

Fondation La main à la pâte CASDEN